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浅谈汽车线束开发

2019-05-07

汽车电器 2019年4期
关键词:绝缘层护套波纹管

盛 媛

(吉利汽车研究院 (宁波)有限公司,浙江 宁波 315336)

线束是传输电信号和能量的媒介,是构建汽车电路的主体,是汽车的“神经网络”。 线束是由导线、连接器、端子、卡钉、保护覆盖物、支架、护套、熔断丝盒 (熔断丝与继电器)和热缩管等组成。

1 导线

神龙公司使用的导线是法国PSA的原配供应商(ACOME、LEONI)在国内生产的产品,属于法标导线。一般导线关注线径和绝缘层两个方面。

通常所说的线径指的是导线的截面积,而导线截面积指的是导体部分 (铜丝绞合而成)的截面积,不包括绝缘层。

神龙公司目前所使用的导线截面积有0.13 mm2、0.22 mm2、 0.35 mm2、 0.5 mm2、 0.75 mm2、 1.0 mm2、 1.5 mm2、2.0 mm2、 2.5 mm2、 3.0 mm2、 4.0 mm2、 5.0 mm2、 6.0 mm2、7.0 mm2、10.0 mm2、16.0 mm2、20.0 mm2、25.0 mm2,其中大于或等于16.0 mm2以上的截面积一般用于蓄电池电缆。

导线绝缘层耐低温均为-40℃,根据耐高温的不同分为T1到T8,其温度分别为85℃、100℃、125℃、150℃、175℃、200℃、225℃、250℃。

导线可以承受一定时间的高一个等级的温度,例如对于标称温度等级为T2的导线,应该可以承受3000 h的100℃以及240 h的125℃的耐高温试验。线束常见类型的性能特点见表1。

表1 线束常见类型的性能特点

通过导线绝缘层表面上的符号来识别导线的供应商和耐温等级。比如导线上喷有3个连续的“*”,则代表是ACOME生产的T3温度等级的导线 (不同的导线供应商采用不同的符号)。

导线绝缘层表面上喷的数字/字母代表支路的编号,与线束图纸上定义的该支路的编号相同。

导线绝缘层的颜色在图纸上一般不做具体规定,但搭铁线强制为黄绿或绿黄色,预张紧器和安全气囊为橙色或者黄色,美观件/外观件为黑色。

2 连接器/端子

连接器和端子需配合使用,每种连接器只能适配相应系列的端子类型,如图1所示。

同一类型的连接器根据防插错结构的差异可分为不同的颜色,防插错结构只是为了装配考虑,不影响对接性能。同一类型的端子有不同的压接翼,以适配不同导线截面。

端子在连接器孔位中的锁止一般分为2道,一次锁止由端子本身的结构决定,二次锁止由连接器完成。连接器的锁止可分为旋转杠杆式、抽拉卡箍式和搭扣式,部分要求更高的场合使用的连接器还带有CPA锁止结构。

图1 连接器/端子类型

连接器的整体密封性需要连接器和设备接口的结构配合,连接器的尾部密封可分为:通过连接器自带的密封垫/硅胶进行密封、在导线上增加密封圈进行密封、在连接器上增加堵头对未使用的孔位进行密封。

连接器和端子可视为标准件,其主要的供应商有TYCO、MOLEX和DELPHI。

目前DPCA绝大部分都是使用PSA开发的产品,但是DPCA已经进行新的连接器与端子开发工作,并在后续的自主品牌上进行使用。

并不是所有连接器都存在对接的连接器。

3 环形端子/接线片

环形端子一般用于搭铁线,可适配的导线截面积可从0.35 mm2到10 mm2。如图2所示。环形端子可以通过点锡或套热缩管来达到密封要求。对于套筒式环形端子,压接后不需要点锡,可以套热缩管。

图2 环形端子/接线片

接线片一般用于起动机、发电机和稳压器的功率线以及蓄电池负极的搭铁,适配16 mm2、20 mm2和25 mm2的大截面导线。

不同的环形端子/接线片采用不同的拧紧力矩连接在车身螺柱或设备上。接线片通常使用M8螺柱,环形端子使用M6螺柱进行电气连接。

4 固定卡钉

固定卡的作用是约束线束在车身上的走向,以避免与环境件或车身的尖锐部分产生干涉,图3为常见的固定卡钉。

图3 固定卡钉

固定卡类似于标准件,其固定界面是标准的。车身上的固定界面主要有4种类型:直径为6.5 mm的圆孔,6.2 mm×12.2 mm的椭圆孔,直径为5.0 mm的螺柱,厚度为1~3 mm的钢板或塑料板。

大部分固定卡是通过固定卡自带的扎带 (固定部分与扎带部分一体或分体)捆扎在线束上,也有固定卡是通过胶带缠绕固定在线束上。还有一种固定卡是通过与波纹管管径的配合固定在波纹管上。

大部分固定卡只固定一段线束分支,也有固定卡可以同时固定两段线束分支或其他零件,比如天窗洗涤管、玻璃清洗管、天线等。

车门线束上有使用到密封型固定卡,这种类型的固定卡在固定面上增加了海绵泡沫或橡胶垫以防水。

按照设计规则,线束在车身上的布置要求至少每隔150mm要有一个有效的固定。

5 保护套管

线束上的保护套管主要作用是进行机械防护和降噪,图4为常见的线束保护套管。

图4 线束保护套管

1)PVC管:一般机械防护。

2)对贴毛毡带:一般机械防护+降噪,主要用于座舱内。

3)袖套网管:中等机械防护+降噪,并保持线束分支的柔韧性,主要用于座舱内。

4)开缝波纹管:中等机械防护 (高于袖套网管),主要用于发动机舱内。

5)降噪波纹管:中等机械防护+降噪,在开缝波纹管的表面覆盖有降噪材料,主要用于座舱内。

6)特殊波纹管:高等机械防护。有闭口波纹管、自闭合波纹管和双壳式波纹管等,以防止导线的外露。

6 胶带

胶带的作用是对线束分支进行约束,以避免导线的散乱。目前使用的胶带主要有:PVC胶带、棉织带、聚酯胶带和易撕胶带 (纸胶带),如图5所示。

图5 线束常用的胶带

1)PVC胶带和棉织带只有约束线束分支以及保护套管的作用。

2)聚酯胶带具有耐高温以及一定的耐磨性能。

3)易撕胶带的使用是出于总装装配的考虑。例如:线束要过孔时,使用易撕胶带将各个分支缠扎在线束主干上,以便于装配。

4)线束上如果带有金属固定卡,应使用易撕胶带将金属部分进行缠绕,以避免在物流过程中割伤导线。

5)胶带的宽度规格有9 mm、19 mm和25 mm三种。

胶带在线束分支上的缠绕方式分为间距缠绕 (相邻缠绕间的间隔=胶带宽度)、紧密缠绕 (相邻缠绕间的重叠部分=1/2胶带宽度)、点缠绕 (固定卡捆扎在点缠绕上,以避免扎带勒紧时损伤导线绝缘皮)。

7 护套

1)线束在穿过钣金孔时必须使用橡胶护套进行机械保护,同时还有防水密封的作用。

2)有些护套为纯橡胶件,而有些护套只是固定部分为塑料件,剩下部分为橡胶件。

3)护套固定在钣金孔或者金属/塑料支架上。

4)有些护套是用胶带缠绕或扎带固定在线束分支上,有些护套是直接和线束分支注塑在一起。

5)车门护套中的导线应该理顺,并且在长度上有一定余量,以避免车门运动过程中导线被扯断。

6)对于有防水要求的护套,穿过护套的线束分支上不能缠绕棉织胶带,以避免水顺着棉织胶带进入干区。图6所示列举了所描述的线束护套。

8 熔断丝盒(熔断丝/继电器)(图7)

集成在线束上的熔断丝盒通常不带PCB板,如BSM MODULE 1(发动机舱8路熔断丝盒),BFH5(座舱5路熔断丝盒),BFH12(座舱12路熔断丝盒),BFDB(蓄电池端起始熔断丝盒),MFRH(座舱熔断丝和继电器模块),BFRM(发动机舱熔断丝和继电器盒)等。

熔断丝和继电器通常都带在熔断丝盒和继电器盒上,也有部分集成在线束上,如TX3电动窗升降系统、AAS系统、ALARME系统增加的继电器,B53、BX3警车、出租车线束上增加的熔断丝。

熔断丝通常分为MINI、ATO、MAXI、MIDI这几种类型,容量有5 A、7.5 A、10 A、15 A、20 A、25 A、30 A、40 A、50 A、60 A、70 A、80 A等。

图6 线束常用的护套

图7 线束熔断丝盒

9 线束开发流程

本文以神龙汽车有限公司的开发流程为例来介绍。一个新项目在立项确定整车边界,产品配置后,线束的开发工作就开始了,如图8所示流程图。根据产品配置,绘制3D数据,结合3D数据,生产电路展平图。

根据产品配置表确定该配置对应的线束分支,再结合线束原理要求,确定接口、镀层、导线编号绞线要求。

明确工作电流、尖峰电流及持续时间。堵转电流及其持续时间、静态消耗、熔断器要求等。合理分配电源。

根据展平图绘制2D图纸,备注尺寸、覆盖物等。在CAPM中实现2D图纸,2D图纸输入数据整理,规范命名以及根据功能配置命名图纸号。

图8 开发流程

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